WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 |

На правах рукописи

ПАВЛОВ НИКОЛАЙ БОРИСОВИЧ

ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ВЫСОКИХ ПАРЦИАЛЬНЫХ ДАВЛЕНИЙ АРГОНА НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА И ЖИВОТНЫХ

14.00.32 Авиационная, космическая и морская медицина

03.00.13 Физиология

АВТОРЕФЕРАТ

Диссертации на соискание ученой степени

кандидата медицинских наук

Москва 2006

Работа выполнена в Государственном научном центре Российской Федерации – Институте медико-биологических проблем Российской Академии Наук

Научный руководитель доктор медицинских наук,

профессор

Буравкова Людмила Борисовна

Официальные оппоненты доктор медицинских наук

профессор

Кобрин Владимир Исаакович

доктор медицинских наук

профессор

Ильин Вячеслав Константинович

Ведущее учреждение: Федеральное государственное унитарное предприятие  научно-исследовательский институт  промышленной и морской медицины Федерального медико-биологического агентства (г. Санкт-Петербург)

Защита диссертации состоится «__________»_____________2006 г. в____________часов на заседании совета (Д 002.111.01) Государственного научного центра РФ – Института медико-биологических проблем Российской Академии Наук по адресу:

123007, г. Москва, Хорошевское шоссе, 76-А

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института.

Автореферат разослан «_________»________________2006 г.

Ученый секретарь Специализированного совета,

д.б.н. М.А. Левинских

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы

В настоящее время различные отрасли народного хозяйства и военно-промышленного комплекса широко используют обитаемые герметически замкнутые объекты различного назначения с искусственными газовыми средами. К ним следует отнести водолазные барокамеры, лечебные и реанимационные барокамеры, космические корабли, обитаемые подводные аппараты, подводные лодки, командные пункты войск стратегического назначения и так далее. Применение на данных объектах большого количества горючих материалов в сочетании с обогащенной кислородом искусственной газовой средой при различных давлениях делают такие объекты чрезвычайно пожароопасными [Льюис Б., Эльбе Г., 1968]. По этой причине с целью предупреждения пожаров и борьбы с ними в руководящих документах ВМФ «Правила водолазной службы ВМФ» (2002 г.) и «Наставлении по борьбе за живучесть подводной лодки» (1971 г.) содержание кислорода в газовой среде герметичных помещений (барокамеры, отсеки подводных лодок) допускается не более 25 %. В документах, определяющих правила проведения гипербарической оксигенации, с целью исключения случаев пожара верхний предел содержания кислорода в многоместных лечебных барокамерах ограничен 23 % [Соколов Г.М., Меркулов В.А., 1990, Черкашин Н.А, 1991].

Несмотря на эти ограничения, совершенствование техники, включающее использование негорючих материалов, мероприятия, направленные на минимизацию вероятности эпизодов возникновения искр и открытого пламени и существующие для борьбы с пожарами в герметичных отсеках системы противопожарной защиты, пожары возникают. [Юрнев А.П., Сахаров Б.Д., Сытин А.В., 1968, Смирнов Н.В., 1990]. Необходимость максимально увеличить вероятность выживания людей, находящихся в очаге пожара обусловила появление комплексной программы Всероссийского научно-исследовательского института противопожарной обороны (ВНИИПО) МВД (1990 г.) по созданию средств пожаротушения на основе инертных газов вместо углекислого газа, применявшегося ранее, что позволит исключить отравляющее действие на человека самого средства пожаротушения, не исключая, правда, воздействия гипоксии и продуктов горения. В силу своих физических свойств (тяжелее воздуха) и исходя из экономических интересов (наиболее дешевый инертный газ), в наилучшей степени для поставленной задачи подошел аргон. Кроме того, перспективным направлением является разработка газовой среды, пригодной для активной жизнедеятельности человека и в то же время не поддерживающей горение, что позволяет предотвратить возникновение пожаров, но связано с уменьшением в нормобарической газовой среде содержания кислорода до 14-16% [Павлов Б.Н. и соавт, 1997]. При указанном содержании кислорода в среде обитания у человека может возникнуть кислородное голодание, а потому газовая среда с таким составом при нормальном барометрическом давлении является опасной для жизнедеятельности и работоспособности персонала гермообъектов. Для уменьшения опасности гипоксического воздействия при создании пожаробезопасных газовых сред обитания могут быть применены два не взаимоисключающих подхода: повышение барометрического давления среды («подпор») и введение в состав газовой среды физиологически-активного антигипоксического компонента. Последнее было бы полезно в любой аварийной ситуации, возникающей в обитаемом гермообъекте и требующей экономии или дополнительных затрат кислорода. Все это явилось основанием для изучения биологических свойств аргона в нормобарии и мягкой гипербарии (при тех его парциальных давлениях, когда наркотический эффект еще не развивается). Кроме того, получение физиолого-гигиенической характеристики аргона может быть полезным при подготовке межпланетных экспедиций [Павлов Б.Н., Буравкова Л.Б., 2001] к планетам, атмосфера которых содержит аргон. Селективная сорбция из атмосферы и компрессия индифферентных газов позволяет получить газовую смесь, которую можно использовать для разбавления кислорода при создании искусственной газовой среды в обитаемых гермообъектах.

Эксперименты по изучению физиологических свойств газовых сред на основе аргона показали антигипоксический эффект этого газа [Беляев А.Г, 2000; Вдовин А.В., Ноздрачева Л.В., Павлов Б.Н., 1998; Солдатов П.Э и др., 1998; Soldatov P.E., D'iachenko A.I., Pavlov B.N., Fedotov A.P, 1998], что в настоящее время обуславливает интерес к аргону как со стороны фундаментальной так и прикладной науки. Тем не менее, вопрос о безопасности пребывания человека в условиях кислородно-аргоновых сред остается открытым. Кроме того, не существует данных не только о механизме, но и сколько-нибудь определенных закономерностях развития антигипоксического эффекта аргона.

Целью настоящей работы является выявление реакций живых организмов различного уровня организации на высокие (100-800 мм.рт.ст.) парциальные давления аргона в среде обитания, оценка безопасности пребывания человека в кислородно-азотно-аргоновых искусственных газовых средах.

Задачи работы:

        1. Создать экспериментальные установки для эмбриологических исследований в условиях искусственных сред обитания, исследовать особенности эмбриогенеза и личиночного развития у низших позвоночных, проанализировать реакции пигментной системы шпорцевых лягушек в условиях кислородно-аргоновых газовых сред с нормальным и сниженным содержанием кислорода.
        2. Изучить влияние гипоксических газовых сред с высоким содержанием аргона на газообмен у крыс.
        3. Исследовать газообмен, работоспособность и психофизиологические показатели человека при длительном пребывании в кислородно-азотно-аргоновой среде с нормальным парциальным давлением кислорода.
        4. Оценить действие аргона на работоспособность человека при длительном пребывании в условиях гипоксии.

Научная новизна:

Созданы оригинальные экспериментальные установки для проведения эмбриологических исследований на низших позвоночных в кислородно-аргоновых средах. Показано, что в нормоксических условиях аргон не влияет на эмбриогенез и изучаемые физиологические реакции низших позвоночных. В гипоксических условиях получен эффект усугубления аргоном гипоксической депрессии эмбриогенеза шпорцевой и травяной лягушки, выявлены изменения темновой реакции меланофоров под действием аргона.

Впервые проведены полные исследования газообмена у крыс в кислородно-азотно-аргоновых гипоксических газовых средах с использованием вентилируемой камеры и оригинального ультразвукового датчика потока. Под действием аргона показано более высокое потребление кислорода крысами в гипоксических условиях.

Впервые проведен эксперимент с длительным пребыванием человека в кислородно-азотно-аргоновой среде, в ходе которого выявлено отсутствие достоверного влияния аргона на исследуемые психофизиологические показатели и работоспособность человека.

Впервые проведено исследование по сравнению физической работоспособности при длительном пребывании человека в гипоксической кислородно-азотной и гипоксической кислородно-азотно-аргоновой среде, в котором выявлена более высокая работоспособность испытуемых в присутствии аргона.

Практическая значимость и реализация результатов работы:

С использованием результатов работы сформулированы рекомендации для практического применения аргона в качестве компонента дыхательной газовой смеси/среды, выпущены технические условия:

    1. Потапов В.Н., Павлов Б.Н., Логунов А.Т., Жданов В.Н., Павлов Н. Б., Коробов А.В., Миловидов Е.Э. Технические условия Medical gas argon/ Аргон газообразный медицинский №2114-010-39791733-2003 ОКП 2114 80. 2003. 11 с.
    2. Потапов В.Н., Павлов Б.Н., Логунов А.Т., Жданов В.Н., Павлов Н. Б., Коробов А.В., Миловидов Е.Э. Технические условия Medical respiratory gas mixture «TRINGALIT»/ Лечебная дыхательная газовая смесь «ТРИНГАЛИТ» №2114-013-39791733-2003 ОКП 2114 99. 2003. 11 с.
    3. Потапов В.Н., Павлов Б.Н., Логунов А.Т., Жданов В.Н., Павлов Н. Б., Коробов А.В., Миловидов Е.Э. Технические условия Medical respiratory gas mixture «ARGOX»/ Лечебная дыхательная газовая смесь «АРГОКС» №2114-023-39791733-2004 ОКП 2114 80. 2004. 11 с.

Основные положения диссертации обсуждены

На заседании Проблемной комиссии «Проблемы адаптации человека к условиям Мирового океана» в 2003 году, заседании кафедры морской медицины и профессиональных заболеваний Одесского государственного медицинского университета в 2002 году, на Всеукраинском семинаре «Ответственность судовладельцев за состояние здоровья и жизнь плавсостава в соответствии с международными требованиями» в 2002 году (Одесса), международной конференции «Астроэко» (Терскол, 2002), XII международной конференции по авиакосмической и морской медицине (Москва 2002), II и Ш международных конференциях «Достижения Космической Медицины в Практику Здравоохранения и Промышленность» (Берлин, 2003, 2005), конференциях молодых ученых «Человек и его здоровье» (Санкт-Петербург, 2001), I и III конференциях молодых ученых, посвященных Дню космонавтики, заседаниях ученых советов ГНЦ РФ-ИМБП РАН, КБ 119, семинарах кафедры эмбриологии биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова. Диссертация апробирована на межотдельческой научной конференции, состоявшейся в рамках заседания секции ученого совета ГНЦ РФ-ИМБП РАН «гипербарическая физиология и экологическая медицина» (протокол №1 от 14 июля 2006 г.). По теме диссертации опубликовано 20 работ.

Положения, выносимые на защиту:

  1. Аргон, не являясь биологически индифферентным газом, в нормобарических гипоксических условиях оказывает влияние на развитие и газообмен позвоночных. Повышение его парциального давления в условиях нормобарической гипоксической гипоксии вызывает эффект большего потребления кислорода у крыс и угнетение развития травяной лягушки и костистой рыбы вьюна.
  2. Инкубация в нормоксической нормобарической кислородно-аргоновой среде не влияет на эмбриогенез и личиночное развитие низших позвоночных.
  3. В нормоксических условиях повышение парциального давления аргона в газовой среде до 380 мм.рт.ст. не ухудшает работоспособность и психофизиологические показатели человека, в гипоксических условиях аргон способствует увеличению работоспособности.

Материалы и методы исследования

Работа выполнялась с использованием комплексных стендов и установок Института.

  1. Специально изготовленные установки для инкубации низших позвоночных в искусственных газовых средах с аппаратурой газового контроля (Beckmen О2 ОМ-14 и СО2 LB-2) и возможностью термостатирования (термостат Ц-1241МУ).
  2. Установка для исследования газообмена у крыс в нормобарических условиях, включающая гермокамеру с животным, ультразвуковой датчик потока, прецизионный ротаметр (VEB Medingen S 0216), газоанализаторы (Beckmen О2 ОМ-14 и СО2 LB-2), ЭВМ с программой обработки сигналов.
  3. Береговой водолазный комплекс ГВК-250 с аппаратурой для исследования газообмена и физической работоспособности человека.

Применяемые методики, количество исследований и состав экспериментальных групп:

  1. Методика определения стадий эмбрионального и предличиночного развития по таблице нормального развития вьюна (Misgurnus fossilis) (Костомарова, 1975), таблицам нормального развития травяной лягушки (Rana temporaria), составленных Н.В. Дабагян и Л.А. Слепцовой (Л. В. Белоусов, 1990), таблицам нормального развития шпорцевой лягушки (Xenopus laevis) Ньюкопа и Фабера (Nieuwkoop, Faber, 1956). Методика определения меланофорных индексов. При этом биообъекты инкубировались в газовых средах следующего состава:

Контрольные группы

Опытные группы

N2 – 79%, O2 – 21%

Ar – 79%, O2 - 21%

N2 – 90%, O2 – 10%

Ar – 90%, O2 – 10%

N2 – 92,6%, O2 – 7,4%

Ar – 92,6%, O2 – 7,4%

N2 – 95%, O2 – 5%

Ar – 95%, O2 – 5%

N2 – 95,5%, O2 – 4,5%

Ar – 95,5%, O2 – 4,5%

N2 – 96,6%, O2 – 3,4%

Ar – 9,.6%, O2 – 3,4%.

Pages:     || 2 | 3 | 4 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»